PL213935B1

PL213935B1 - Sail over-roof engine

Info

Publication number: PL213935B1
Application number: PL381470A
Authority: PL
Inventors: Czeslaw Koziarski; Zbigniew Ferenc
Original assignee: Politechnika Wroclawska
Priority date: 2007-01-02
Filing date: 2007-01-02
Publication date: 2013-05-31
Also published as: PL381470A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest silnik żaglowy naddachowy, który nadaje się do zastosowania w budynkach, o spadzistych oraz płaskich dachach, do zasilania instalacji elektrycznej szczególnie w domach jednorodzinnych i weekendowych.The subject of the invention is an overroof sail motor, which is suitable for use in buildings with sloping and flat roofs, for powering the electrical installation, especially in single-family houses and weekend houses.

Znany z polskiego opisu zgłoszenia patentowego nr 358 086 silnik wiatrowy żaglowy, posiada elementy robocze w postaci żagli, korzystnie o powierzchni płaskiej i ustawionej prostopadle do kierunku wiatru, przymocowane do cięgien, przewijających się przez koła osadzone na dwóch wałach o osiach równoległych, z których jeden pełni funkcję napinającego, a drugi napędzanego, połączonego z odbiornikami mocy. Silnik ten jest wyposażony w zasłonę.The sail wind turbine known from the Polish patent application No. 358 086 has operating elements in the form of sails, preferably with a flat surface and perpendicular to the wind direction, attached to tendons passing through wheels mounted on two shafts with parallel axes, one of which performs the function of the cocking and the second driven one, connected with the power receivers. This engine is equipped with a curtain.

Z innego polskiego opisu zgłoszenia patentowego nr 369 085 znany jest wirnik wiatrowy, szczególnie do napędu niewielkich łodzi rekreacyjno-sportowych. Wirnik ten ma pionowy wał napędowy wyposażony jest w pionowe skrzydła w postaci konwencjonalnych żagli, umieszczonych w obrotowych, pionowych ramkach. Wirnik wiatrowy przeznaczony jest przede wszystkim do napędu małych łodzi rekreacyjno-sportowych, także do oświetlenia domków jedno i dwurodzinnych.From another Polish patent application no. 369 085 a wind rotor is known, especially for propelling small recreational and sports boats. The rotor has a vertical propeller shaft with vertical wings in the form of conventional sails, housed in rotating, vertical frames. The wind rotor is intended primarily for the drive of small recreational and sports boats, as well as for lighting one- and two-family houses.

Najbliższym rozwiązaniem jest zwany żaglowy silnik, składający się z wolno podpartego pionowego wału, na którego dole i szczycie są zamocowane dwa koła lub krzyżaki. Koła te połączone są masztami z obciągniętymi na nich żaglami o trapezowym kształcie, których wolne rogi zamocowane są do końców następnych masztów. Silnik ten działa niezależnie od kierunku wiatru, wykazuje jednak niską sprawność, bo zastosowane ożaglowanie jachtowe działa najskuteczniej prostopadle do kierunku wiatru, co tu zachodzi praktycznie tylko na ćwierci okręgu.The closest solution is the so-called sail engine, consisting of a freely supported vertical shaft with two wheels or crosspieces attached to the bottom and top. These wheels are connected by masts with trapezoidal-shaped sails wrapped on them, the free corners of which are attached to the ends of the following masts. This engine works regardless of the direction of the wind, but shows low efficiency, because the used yacht sails work most effectively perpendicular to the direction of the wind, which is practically only for a quarter of a circle.

Istota silnika według wynalazku, polega na tym, że ma co najmniej dwa pionowe wały ułożyskowane łożyskami w przestrzennych ramach umocowanych pionowo nad kalenicą spadzistego dachu do ścian szczytowych budynku, na wałach zamocowane są koła linowe z gniazdami na uchwyty masztów. Do lin za pomocą uchwytów, zamocowane są maszty obciągnięte trapezowymi żaglami, których krawędzie spływu zamocowane są do następnych masztów za pomocą troków.The essence of the engine according to the invention consists in the fact that it has at least two vertical shafts supported by bearings in spatial frames fixed vertically above the ridge of the sloping roof to the gable walls of the building, rope pulleys with sockets for mast holders are mounted on the shafts. To the ropes with the help of grips, there are masts covered with trapezoidal sails, the trailing edges of which are attached to the next masts with straps.

Korzystnie wały i liny tworzą wielobok, przy czym wały są umocowane w jego narożach.Preferably, the shafts and ropes form a polygon, the shafts being attached at its corners.

Zaletą silnika żaglowego, według wynalazku, jest to że wykorzystuje on przestrzeń nad kalenicą dachu spadzistego oraz zjawisko przylegania strugi powietrza do płaszczyzny dachu, którą opływa, co powoduje zwiększanie jego prędkości i gęstości, a stąd i ilość wygenerowanej energii kinetycznej.The advantage of the sail engine according to the invention is that it uses the space above the ridge of the sloping roof and the phenomenon of the air stream adhering to the roof plane which it flows around, which increases its speed and density, and hence the amount of kinetic energy generated.

Przedmiot wynalazku w przykładzie realizacji jest odtworzony na rysunku, który przedstawia widok podłużny silnika żaglowego naddachowego zainstalowanego nad kalenicą dachu spadzistego w ujęciu schematycznym.The subject matter of the invention in an exemplary embodiment is reproduced in the drawing which shows a longitudinal view of an overroof sail engine installed above the ridge of a sloping roof in a schematic view.

Silnik ten usytuowany nad kalenicą budynku 1, składa się z dwóch pionowych wałów 2, ułożyskowanych łożyskami 3 i 4 w przestrzennych ramach 5, zamocowanych do ścian szczytowych tego budynku. Na tak ułożyskowanych wałach 2 zamocowane są koła linowe 6 z gniazdami na uchwyty masztów w linach bez końców 7, a nad nimi identyczne koła linowe 8 z podobną liną 9. Do tych lin 7, 9 zamocowane są maszty 10 za pomocą uchwytów 11. Maszty 10 te są obciągnięte trapezowymi żaglami 12, których krawędzie spływu zamocowane są do następnych masztów za pomocą troków 13. Na końcu jednego wału 2 zainstalowany jest odbiornik energii 14.This engine, located above the ridge of the building 1, consists of two vertical shafts 2, supported by bearings 3 and 4 in spatial frames 5, attached to the gable walls of this building. On the shafts 2 mounted in this way, rope pulleys 6 with sockets for mast grips in ropes without ends 7 are mounted, and above them identical rope pulleys 8 with a similar rope 9. Masts 10 are attached to these ropes 7, 9 by means of holders 11. Masts 10 these are clad with trapezoidal sails 12, the trailing edges of which are attached to the next masts with straps 13. At the end of one shaft 2 an energy receiver 14 is installed.

Działanie silnika według wynalazku polega na przekształcaniu energii poruszanych wiatrem żagli 12 na mechaniczną energię ruchu liniowego lin 7, 9, a następnie poprzez koła linowe 6, 8 na energię ruchu obrotowego wałów 2. Realizowane to jest przez napieranie strug powietrza opływającego połacie dachu na żagle 12, które poprzez maszty 10 działając na liny 7 i 9 poruszając je, a te przez koła linowe 6 i 8 obracają wały 2. Na kołach 6 i 8 zamocowanych na wałach 2 przewijane są liny 7 i 9 wraz żaglami 12, które zmieniają w tych momentach swoje ustawienie w stosunku do lin 7 i 9, a przez to działają stale na nie w jednym kierunku. Żagle 12 pracujące na stronie nawietrznej korzystnie odchylają strugi powietrza w kierunku ruchu żagli 12 po stronie zawietrznej, co dodatnio wpływa na ich działanie.The operation of the engine according to the invention consists in converting the energy of the sails moved by the wind 12 into the mechanical energy of the linear motion of the ropes 7, 9, and then through the pulleys 6, 8 into the energy of the rotational movement of the shafts 2. This is realized by pressing the air streams flowing around the roof onto the sails 12 which through masts 10 acting on ropes 7 and 9, moving them, and those through rope pulleys 6 and 8 rotate shafts 2. On wheels 6 and 8 mounted on shafts 2, ropes 7 and 9 are scrolled along with sails 12, which change at these moments their alignment with respect to lines 7 and 9, and therefore act continuously on them in one direction. The sails 12 operating on the windward side advantageously deflect the air jets in the direction of the movement of the sails 12 on the leeward side, which positively affects their operation.

Silnik ten, gdy jest umieszczony na spadzistym dachem wykorzystuje zjawisko przyklejania się strugi powietrza do pokrycia spadzistego dachu, co zwiększa jej energię a przez to i moc silnika.This engine, when placed on a sloping roof, uses the phenomenon of the air stream sticking to the sloping roof covering, which increases its energy and thus the engine power.

Na płaskim dachu można zrealizować ciągłą zmianę ustawienia silnika żaglowego przez zamocowanie, jednego wału 2 w wózku obrotnicy, której tor pokrywa ćwierć okręgu. Zamiast płaskiego dachu może to być wycinek odsłoniętego terenu, korzystnie wyżej położonego.On a flat roof, a continuous repositioning of the sail engine can be realized by mounting one shaft 2 in the turntable carriage, the track of which covers a quarter of a circle. Instead of a flat roof, it may be a section of exposed land, preferably higher up.

PL 213 935 B1PL 213 935 B1

Claims

1. An over-roof sail engine with sails attached to the ones passing through wheels mounted on two shafts with parallel axes, one of which serves as a tensioner and the other as a driven one, characterized by the fact that it has at least two vertical shafts (2) bearing bearings (3, 4) in the spatial frames (5) fixed vertically above the ridge (1) of the sloping roof to the gable walls of the building, rope pulleys (6, 8) with sockets for the masts (11) holders (10) are mounted on the shafts (2), to the ropes (7, 9) by means of holders (11), masts (10) covered with trapezoidal sails (12) are attached, the trailing edges of which are attached to the next masts (10) with straps (13).

2. The engine according to claim A method as claimed in claim 1, characterized in that the shafts (2) and ropes (7, 9) form a polygon, the shafts (2) being fixed at its corners.